Разлози популарности алтернативних извора енергије су разумљиви: постоји прилика за уштеду горива и остварење снова о еколошки прихватљивим системима животне подршке. Вешто користећи енергију сунца, ветра и воде, можете обичну сеоску кућу претворити у модерну еко кућу.
Рећи ћемо вам како опремити соларно грејање у приватној кући, анализираћемо заједно са вама колико је исплативо. Да бисмо детаљно покрили питања коришћења енергије дневног светла, детаљно смо описали све популарне опције које су од корисника добили практичну примену и позитивне повратне информације.
На основу наших препорука можете изградити ефикасан соларни систем за летњу кућу или сеоску кућу. Да бисмо олакшали перцепцију тешког материјала, информације смо допунили визуелним дијаграмима, илустрацијама и видео водичима.
Начини коришћења соларне енергије
Методе примене енергије небеског тела нису иновативне технологије; соларна топлота се користи већ дуже време и веома успешно. Међутим, ово се углавном односи на Аустралију, неке земље Европе, Америке и јужне регионе, где се алтернативна енергија може добити током целе године.
У неким северним регионима недостаје природно зрачење, па се користи као додатна или повратна опција.
Галерија слика
Пхото фром
Соларни панели - један од начина да се добије готово бесплатна енергија коју емитује небеско тело
Изградња аутономне соларне електране препоручљива је у регионима са великим бројем сунчаних дана, што није повезано са просечном годишњом температуром
Аутономни соларни системи лоцирани су углавном на крововима ниских зграда и на пределима без дрвећа
За вријеме мраза соларни системи испоручују енергију за гријање зрака, паре или гријања воде, љети осигуравају гријану воду
Соларне електране су зелене, еколошки прихватљиве, непрекидно обновљиве врсте производње енергије
До сада је ефикасност соларних електрана превише зависна од броја сунчаних дана. То је исплативо само у јужним ширинама. У средњој траци и на северу може служити само као резервни извор
Соларни панели на југу земаља ЗНД моћи ће да обезбеде сеоској кући струју, топлу воду и расхладну течност за кругове грејања
Соларни системи, чак и коришћени као резервни извор енергије, доносе прилично висок економски ефекат, смањујући оптерећење главних опција за производњу енергије
Пасивно коришћење соларне енергије
Опција инсталације соларног панела
Оптималан распоред приватног соларног система
Локација соларног панела дуж стреха
Соларни систем на благом нагибу крова
Соларна електрана као резервни извор
Рад батерије у јужним регионима земаља ЗНД
Праве предности соларног система у приватном сектору
Посредници између сунчевих зрака и механизма за производњу енергије су соларни панели или колектори, који се разликују по својој намени и дизајну.
Батерије акумулирају сунчеву енергију и омогућавају је да се користи за напајање електричних уређаја у домаћинству. То су панели са фотоћелијама на једној страни и механизмом за закључавање на другој страни. Можете сами експериментирати и саставити батерију, али лакше је купити готове елементе - избор је довољно широк.
Соларни системи (соларни колектори) су део система грејања куће. Велике топлотно изоловане кутије са расхладном текућином, као и батерије, монтиране су на подигнуте штитнике окренуте сунцу или кровним косинама.
Погрешно је сматрати да апсолутно сви северни региони добијају много мање природне топлоте од јужних. Претпоставимо да на Цхукотки или централној Канади има много више сунчаних дана него на југу Велике Британије
Да би повећали ефикасност, панели су постављени на динамичне механизме који подсећају на систем праћења - они се окрећу након кретања сунца. Процес претварања енергије одвија се у цевима које се налазе унутар кутија.
Главна разлика између соларних система и соларних панела је у томе што први загријавају расхладну течност, док други акумулирају електричну енергију. Собу је могуће загревати уз помоћ фотоћелија, али склопови уређаја су нерационални и погодни су само за оне просторе у којима има најмање 200 сунчаних дана у години.
Шема система грејања са соларним колектором повезаним са котлом и резервним извором електричне енергије (на пример, гасним котлом) који ради на традиционалном гориву (+)
Предности и недостаци алтернативног система грејања
Нема много предности система соларног грејања, али свака од њих је значајна и може постати разлог приватних експеримената:
- Еколошке предности. Сигуран је за становнике куће и околне природе, чисти извор топлоте за који није потребна употреба традиционалних горива.
- Аутономија. Власници система апсолутно су неовисни о цијенама енергије и економској ситуацији у земљи.
- Профитабилност. Уз одржавање традиционалног система грејања, могуће је смањити трошкове плаћања топле воде.
- Општа приступачност. За инсталирање соларних система нису потребне дозволе државних органа.
Али постоје непријатни тренуци који могу упропастити ширу слику. На пример, за утврђивање ефикасности система биће потребан дужи период од најмање 3 године (под условом да има довољно соларне енергије и да се он активно користи).
Ако инсталирате само соларне модуле, потребна су велика улагања: најјефтинији силиконски панели коштаће најмање 2200 рубаља. по комаду и поликристални шест-диодни елементи прве категорије - до 17000 по комаду. Израчунавање трошкова од 30 модула је прилично једноставно (+)
Корисници имају на уму следеће недостатке:
- високе цене опреме потребне за стављање система у рад;
- директна зависност количине произведене топлоте од географског положаја и времена;
- Обавезна доступност резервног извора, на пример, гасног котла (у пракси се соларни систем често испостави као резервни).
Да бисте постигли веће приносе, морате редовно да пратите здравље сакупљача, чистите их од нечистоћа и заштитите их од стварања мраза приликом смрзавања. Ако температура често падне испод 0ºС, морате водити рачуна о додатној топлотној изолацији не само елемената соларног система, већ и куће у целини.
Галерија слика
Пхото фром
Соларни панели на крову сеоске куће
Постављање батерија летњег соларног система
Спољна опрема соларне електране
Технички уређаји смештени унутар куће
Соларна енергија за грејање
Главна сврха фотоћелија које штеде енергију је обезбеђивање електричне енергије у кући. Да бисте их укључили у дизајн система грејања и постигли оптимално функционисање, потребно је саставити круг са резервоаром за складиштење.
У њему ће се загревати вода која ће, достижући одређену температуру, напунити цеви и радијаторе у просторијама којима је потребно грејање (дневни боравак, купатило).
Соларни систем са резервоаром са два круга који организује грејање и топлу воду у два смера: за грејање радијатора и тачке анализе (+)
Покушајмо да анализирамо конструкцијске карактеристике соларних панела и утврдимо њихову потенцијалну улогу у систему грејања.
Принцип рада плоча са фотоћелијама
Постоје три уобичајене врсте ћелија за соларне панеле:
- Монокристални. То су танке плоче од најчишћег силицијума исечених из кристала узгајаног у вештачким условима. Најпродуктивнија сорта са ефикасношћу од око 17-18%. Оптимална температура за рад је од 5 ° Ц до 25 ° Ц.
- Поликристални. Направљене од вафла добијених постепеним хлађењем талине силицијума. Технологије њихове производње су мање напорне, али је ефикасност фотонапонских ћелија направљених од поликристала знатно нижа - не више од 12%.
- Аморфан. Они су филмски. Направљене су методом фазе испаравања, услед чега се силицијум у облику танког филма таложи на флексибилној полимерној бази. Најјефтинији начин производње комбинован је са најнижом стопом производње до 7%.
За уградњу аутономних система грејања у северним регионима, фотонапонске батерије састављене од монокристалних елемената сматрају се најприкладнијом опцијом. Међутим, батерије са аморфним модулима је лакше инсталирати, практично нису захтевне на бази, и много су јефтиније.
Једнокристални модул састоји се од серијски повезаних елемената комбинованих у модуле. Неколико модула формира соларни панел. Тамна површина фотонапонских соларних система оптимизује апсорпцију сунчеве светлости
Задатак спољних елемената је да апсорбују и трансформишу сунчеве зраке. Ослобођена енергија тече даље и концентрише се у акумулатору. Мали елемент даје око 100-250 вата, а монтажни панел димензија 25-30 м² пружа струју малој кући. За постављање система грејања потребно је 2-3 пута више енергије.
Претварач дјелује као претварач истосмјерне струје у производњу електричне енергије, јер је за рад кућанских електричних уређаја и свјетиљки потребна измјенична струја.
Посебно говорећи о систему грејања, електрични бојлер за грејање воде такође ради на наизменичну струју. Да бисте кући обезбедили светлост ноћу, биће потребне батерије које штеде дневну потрошњу.
Инвертерски модули инсталирани су на погодном месту за одржавање, иако не треба сталну контролу и раде у аутоматском режиму (+)
Ефикасност употребе фотоћелија
Најлакши начин је куповина соларних колектора и примјена једног од једноставних, провјерених током година. Међутим, околности понекад диктирају њихове услове. Претпоставимо да имате одличан радни систем са соларним генератором, али до сада он служи за снабдевање струјом и снабдевање куће топлом водом.
Јасно је да куповина нове опреме није исплатива, па је лакше повећати снагу куповином одређеног броја фотонапонских претварача. Опција буџета су силиконски панели капацитета до 23-25%.
Електрични грејач мора бити повезан на извор струје. Универзална опција је котао опремљен дистрибутивним ожичењем.
Елементи полимерних филмова на руском тржишту су много ређе од силиконских једноструких и поликристалних аналога. Погодни су за уградњу, али имају малу ефикасност - само 6%
Ако правилно организујете опскрбу електричном енергијом, то би требало бити довољно и за довод топле воде и за гријање. Постоје примјери када је кућа у потпуности опскрбљена топлином - то може препознати кров, готово у потпуности прекривен плочама.
Понекад је потребно подићи посебне самостојеће конструкције ако површина крова није довољна. Испада да је за повећање снаге потребан додатни слободни простор.
Ни најтемељитији прорачуни неће вам помоћи да одредите тачну количину потенцијалне енергије и брзо створите ефикасан, рационалан систем. Чињеница је да у пракси постоје препреке, чије је појављивање тешко предвидјети.
Ево неких од фактора:
- Временска неусклађеност. Чист број сунчаних дана није познат ни у јужним пределима. Поуздано предвидјети њихов број у северним регионима готово је немогуће.
- Неправилност у производњи електричне енергије. На пример, у северним регионима зими постоји кратко светло, па се много прерађене соларне енергије троши на осветљење. Поред тога, интензитет сунчевог зрачења зими је значајно смањен.
- Периодичне кварове. Као и сви технички системи, соларни панели могу с времена на време да пропадну због оштећења појединих елемената, уговорних прикључака, заштитне површине итд.
Стога о ефикасности можете сазнати тек након одређеног времена, барем током годину дана. Можда ћете морати да повећате број фотоћелија или батерија, размислите о додатној топлотној изолацији код куће и смањите загрејану површину. Претпоставимо да у северним регионима Немачке, како би се уштедео новац, спаваће собе често уопште не греју.
Одржавање инсталираних фотоћелија не захтева посебне вештине и састоји се од редовног чишћења: чишћења снега зими и смећа у топлом периоду, прања стаклене површине водом са црева
Дијаграм инсталације кућне електране
Најлакши начин за инсталирање соларног генератора је контактирање компаније која имплементира компоненте система и нуди услуге њихове инсталације. Плусеви - професионални пројекат који узима у обзир појединачне карактеристике, гаранција за све производе и инсталацију, минус - високи трошкови.
Ако имате одговарајуће искуство, можете самостално саставити мини-електрану са соларним плочама за грејање приватне куће.
Најефикаснија хибридна шема сматра се ваздушно-соларни систем, у којем се фотоћелије користе за производњу енергије, постављају колектори за грејање воде и уграђује се додатни генератор ветра. Може се заменити резервним горивом (+)
Сви делови за састављање система грејања продају се у специјализованим продавницама.
Следеће компоненте морају бити купљене:
- сет соларних или филмских соларних модула;
- акумулатор за складиштење енергије;
- регулатор пуњења који регулише процес пуњења и пражњења батерије;
- претварач који претвара једносмерну струју у наизменичну струју;
- сет каблова за повезивање.
Пожељно је да су батерије исте (узимајући у обзир марку, капацитет, па чак и серију) и да могу да складиште енергију током 3-4 дана. Трајање њиховог рада зависи од собне температуре - у хладним се условима брзо празни. Ако дневна потрошња износи 2400 Вх, потребне су батерије са укупним капацитетом од најмање 1000 Ах.
Када користите аутомобилске батерије, имајте на уму да је њихова максимална ефикасност 70-75% (радни век је 3 године), посебни уређаји за соларне системе имају најбоље перформансе - до 85% (век трајања - 10 година). Током складиштења и претварања губи се одређена количина енергије
Квалитет струје коју генерирају синусоидни претварачи за соларне системе је виши од струје из централизоване мреже. Одлика опреме је синхронизација напонске фазе, при којој се прелаз од 12 В до 220 В врши без прекида у раду електричних уређаја у домаћинству.
Претварачи снаге - од 250 В до 6000 В и више.Излазну снагу можете повећати пражњењем паралелне везе неколико уређаја. На пример, 3 к 3000 В = 9000 В (+)
Након инсталирања свих елемената соларног система, потребно је спојити електрични резервоар за грејање воде на инвертер, а заузврат, цевовод за грејање на резервоар.
Систем грејања колектора
Највећа ефикасност и повратност могу се постићи постављањем уместо колектора соларних модула - спољних инсталација у којима се вода загрева под утицајем сунчеве радијације. Такав систем је логичнији и природнији, јер не захтева загревање расхладне течности другим уређајима.
Размотримо дизајн и принцип рада уређаја два главна типа: равни и цевасти.
Самостална равна опција
Дизајн равних биљака је толико једноставан да искусни мајстори састављају ручне радне колегице властитим рукама, купујући неке делове у специјализованој продавници, а неке од њих су направили од импровизованог материјала.
Плоча која адсорбује соларну топлину је фиксирана унутар челичне или алуминијумске кутије. Најчешће је прекривен слојем црног хрома. Хладњак је одоздо заштићен заптивеним прозирним поклопцем.
Вода се загрева у цевима које поставља змија и спаја их на тањир. Вода или антифриз улази у кутију кроз доводну цев, греје се у цревима и премешта се на излаз - у излазну цев.
Пренос светлости поклопца објашњава се употребом провидног материјала - издржљивог каљеног стакла или пластике (на пример, поликарбоната). Да се сунчева светлост не одбија, стаклена или пластична површина је смрзнута (+)
Постоје две врсте прикључка, једноцевни и двоцевни, нема суштинске разлике у избору. Али велика је разлика у начину на који ће се расхладна течност доводити у колекторе - гравитацијом или помоћу пумпе. Прва опција је препозната као неефикасна због мале брзине кретања воде, по принципу грејања подсећа на капацитет за летњи туш.
Функционисање друге опције је због спајања циркулационе пумпе, која снажно доводи расхладну течност. Извор енергије за рад пумпне опреме може бити систем соларне енергије.
Температура расхладне течности када се загрева помоћу соларног колектора достиже 45-60 ºС, на излазу је максимални индикатор 35-40 ºС. Да бисте повећали ефикасност система грејања, заједно са радијаторима користите „топле подове“ (+)
Цевасти разводници - решење за северне регионе
Општи принцип рада подсећа на рад равних аналога, али с једном разликом - цеви за измену топлоте са расхладном течношћу налазе се у стакленим бочицама. Сама цеви су перо, са једне стране су запечаћене и по изгледу подсећају на перје, а коаксијални (вакуум) убачени су један у други и запечаћени са обе стране.
Измењивачи топлоте такође су различити:
- систем за претварање соларне енергије у топлотну топлотну цев;
- обична цев за померање У-типа расхладне течности.
Друга врста измјењивача топлине препозната је као ефикаснија, али недовољно популарна због трошкова поправка: ако једна цијев не успије, цијели ће дио морати замијенити.
Топлотна цев није део целог сегмента, тако да можете да је промените за 2-3 минута. Неуспешни коаксијални елементи поправљају се једноставним уклањањем чепа и заменом оштећеног канала.
Шема која објашњава цикличку природу процеса загревања унутар вакуумских цеви: хладна течност под утицајем соларне топлоте се загрева и испарава, препуштајући се следећем делу расхладне течности (+)
Након анализе техничких карактеристика различитих типова колектора и сумирања искуства у њиховој употреби, закључили смо да су равни колектори прикладнији за јужне регионе, а цевасти за северни. Посебно је добро успостављен у оштрој клими инсталације помоћу система топлотних цеви. Имају способност грејања чак и по облачним данима и ноћу, „поједу“ минималну количину сунчеве светлости.
Пример стандардне шеме за повезивање соларних колектора на опрему котла: пумпна станица омогућава циркулацију воде, а регулатор регулише процес грејања
Начин повећања перформанси
Обично, након експериментирања са малим бројем соларних модула, власници приватних кућа иду даље и побољшавају систем на различите начине.
Најлакши начин је повећати број укључених модула, односно привући додатни простор за њихово постављање и набавку снажније повезане опреме
Шта ако има недостатка слободног простора? Ево неколико препорука за побољшање ефикасности соларне станице (са фотоћелијама или сакупљачима):
- Промените оријентацију модула. Помични елементи у односу на положај сунца. Једноставно речено, постављање главног дела панела на јужну страну. Уз дугу дневну светлост, такође је оптимално користити површине окренуте ка истоку и западу.
- Подешавање нагиба Произвођач обично назначује који угао је најпожељнији (на пример 45 °), али понекад је током уградње потребно извршити подешавања узимајући у обзир географску ширину.
- Прави избор локације за уградњу. Кров је погодан, јер је најчешће највиша раван и није заклоњен другим објектима (на пример, баштенским дрвећем). Али постоје још погоднија подручја - ротацијски уређаји за праћење сунца.
Са елементима окомитим на сунчеве зраке, систем делује ефикасније, али на стабилно фиксираној површини (на пример, кров), то је могуће само накратко. Да би га повећали, смислили су практичне уређаје за праћење.
Механизми за праћење су динамичне платформе које се окрећу својом равнином пратећи сунце. Захваљујући њима, перформансе генератора се љети повећавају за око 35-40%, зими - за 10-12%
Велики минус уређаја за праћење су њихове високе цене. У неким се случајевима то не исплати, тако да нема смисла улагати у бескорисне механизме.
Процјењује се да је 8 панела минимални износ на којем ће се трошкови оправдати током времена. Можете користити 3-4 модула, али под једним условом: ако су директно повезани, заобилазећи батерије, на пумпу за воду.
Пре неки дан, Тесла Моторс је најавио стварање новог типа крова - са интегрисаним соларним плочама. Елон Муск рекао је да ће модификовани кров бити јефтинији од класичног крова на коме су постављени колектори или модули.
Тематски видео снимци помоћи ће вам да боље замислите уређај кућних соларних станица и откријете неке тајне инсталирања опреме.
Видео број 1. Доступне су техничке информације о соларним плочама и регулаторима пуњења:
Видео бр. 2 Корисно искуство коришћења соларних панела у предграђу:
Видео # 3. Пример успешно делујуће соларне станице, потпуно монтиране независно, пружајући и топлу воду за домаћинство и грејање куће:
Као што видите, систем грејања са соларним погоном је врло стварна појава коју можете самостално да схватите. Поље алтернативних начина производње енергије непрестано се развија, можда ћете сутра чути за ново откриће.
Позивамо вас да активно коментаришете материјал.Можете изразити свој став према „зеленој енергији“, делити своје искуство у изградњи соларног система, рећи само детаље које знате у доњем блоку.